8.3金属资源的利用和保护同步练习-2021-2022学年九年级化学人教版下册（word版含解析）

8.3金属资源的利用和保护
一、选择题（共16题）
1．铁画是中国工艺美术百花园中的一朵奇葩，至今已有三百多年的历史，下列关于铁画生锈与防护的叙述中错误的是（　　）
A．表面涂漆防止生锈 B．悬挂于干燥的环境中
C．生锈时主要生成四氧化三铁 D．经常清扫表面的灰尘可以防止生锈
2．下列矿石的主要成分表达错误的是
A．黄铁矿(FeS2) B．菱铁矿(FeCO3)
C．黄铜矿(CuFeS2) D．辉铜矿(CuS)
3．下列说法正确的是（　　）
A．铁是地壳中含量最多的金属元素 B．铁制品在潮湿的空气中容易生锈
C．多数合金的熔点高于它的成分金属 D．高炉炼铁得到的产品是纯铁
4．“建设天蓝、地绿、水清的美丽中国”是每个中国人的愿望。下列做法与此相符的是（　　）
A．农作物秸秆就地焚烧，增强土壤肥效
B．电器垃圾深埋处理，减少重金属对环境的危害
C．工厂废水直接排放
D．煤炭干馏，获得清洁能源和重要的化工原料
5．下列有关金属材料说法正确的是
A．年产量最高的金属是铝 B．“真金不怕火炼”说明黄金的熔点很高
C．工业上从含有金属元素的矿石里提取金属 D．生铁和钢都是含碳量少的铁合金
6．下列4个坐标图分别示意实验过程中某些量的变化，其中不正确的是
A B C D
向足量的稀HCl中加入少量Fe，溶液质量与时间的关系图 加热一定质量的高锰酸钾 CO还原Fe2O3的实验中，试管内的固体质量与时间的关系图 将一定质量的镁在密闭容器内燃烧
A．A B．B C．C D．D
7．化学在环境保护、资源和能源利用等方面起着重要的作用，下列说法正确的是（ ）
A．防止金属腐蚀是保护金属资源的唯一途径
B．煤、石油、天然气都属于不可再生的化石燃料
C．天然水经过沉降、过滤、吸附、消毒，得到的是纯水
D．目前计入空气污染指数的有害气体主要包括SO2、CO2、NO2、臭氧等
8．下列说法正确的是
A．生铁能完全溶解在足量的稀硫酸中
B．因为燃烧需要同时满足三个条件，所以灭火一定要同时控制这三个条件
C．高炉炼铁中所需的高温和CO的生成都与焦炭有关
D．焊锡的熔点比锡高，铝合金的硬度比铝大
9．下列事实的结论或解释中不正确的是（　　）
A．水烧开后易把壶盖冲起﹣﹣说明温度升高分子会变大
B．公园的桂花开放时满园飘香﹣﹣说明分子在不断运动
C．二氧化碳能用来灭火﹣﹣因为二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧
D．铝制品有抗腐蚀性能﹣﹣实质是表面生成了致密氧化膜起保护作用
10．下列现象中不涉及化学变化的是
A．蜡烛燃烧
B．酒精挥发
C．钢铁生锈
D．塑料降解
11．利用甲酸（HCOOH）与浓硫酸制备CO，并用如图实验装置验证CO的有关性质。已知：HCOOHCO↑+H2O，下列说法不正确的是
A．操作时，先点燃装置乙处酒精灯，再滴加HCOOH
B．装置丙的作用是防止澄清石灰水倒吸进入装置乙中
C．装置丁既可检验CO2又可收集CO
D．随着反应进行，浓硫酸浓度降低，产生CO气体速率减小
12．下列实验方案设计能达到目的的是
A．硬水软化 B．验证质量守恒定律
C．探究铁生锈需要水 D．验证燃烧需要O2
13．下列应用及相应原理，用化学方程式表示错误的是
A．用电解水的方法探究水的组成：
B．用二氧化碳制碳酸饮料：
C．用一氧化碳冶铁：
D．用木炭还原氧化铜：
14．“对比法”是实验探究中常用的一种科学方法。分析以下铁钉生锈实验的设计、得出的结论不正确的是
A．对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加
B．对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加
C．对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加
D．对比①②③可以说明铁生锈必须水和氧气同时参加
15．菱锰矿(MnCO3)的重要用途之一是制备锰的氧化物。已知不同温度下,在空气中加热菱锰矿,将得到固体(锰的氧化物)并放出CO2。下图为兴趣小组在某温度下、于空气气氛中加热MnCO3所得到的固体质量(m)和加热时间(t)关系图。下列说法错误的是
A．Y点时MnCO3已反应完全
B．所得固体物质的化学式为MnO2
C．固体产物中锰元素质量为5.5g
D．MnCO3加热得到锰的氧化物过程中氧气参加了反应
16．A～E 为初中化学常见物质，A、B 是组成元素相同的氧化物，A 和 B 的相对分子质量相差16.它们相互转化的关系如图所示（“→”表示反应能一步实现，“—” 表示相连物质间能发生反应，部分反应物、生成物和反应条件已省略）。下列说法错误的是
A．A 与 C 能发生化合反应生成 B B．B 与 D 间的基本反应类型可能是置换反应
C．C 能通过化学反应生成 A D．E 可能是一种红棕色固体
二、综合题（共6题）
17．金属材料在生产、生活中有着非常广泛的应用。
（1）某化学兴趣小组向一定量硝酸铜和硝酸铝的混合溶液中加入一定量的铁和锌，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。
①当滤液为无色时，则滤液中含有的金属离子有___________。(填符号)
②请写出一个一定发生反应的化学方程式___________。
（2）实验室用如图所示装置模拟工业炼铁。实验的主要过程如下：取少量Fe2O3粉末装入“V”形管中，在“V”形管的左侧连接一支装满CO气体的注射器，右侧连接一只气球及盛有少量澄清石灰水的注射器，打开止水夹，推动左侧注射器活塞至刻度处后关闭止水夹；在点燃酒精灯的同时轻轻推动左侧注射器。点燃酒精灯前先推动左侧注射器的原因：______________。
（3）要制得56kg含杂质3%的生铁需要含80%Fe2O3的赤铁矿石______kg？
18．在化学实验中，一种装置可以实现多种用途。请利用如下图所示装置，完成有关实验。
（1）探究燃烧条件：若B处盛放木炭。
实验步骤：
①先在A处通入氮气一段时间后，在B处加热，B、C处没有明显变化；
②待B处冷却至室温，在A处通入氧气一段时间后，B、C处没有明显变化；
③在A处继续通入氧气，然后在B处加热，发现木炭燃烧，C处变浑浊。
①与③对比，说明燃烧的条件之一是________；实验过程中，能说明可燃物燃烧还需要另一个条件的实验是____________。
（2）模拟工业炼铁：
①若B处盛放氧化铁粉末，在A处通入一氧化碳一段时间后，B处下方用酒精喷灯加热，B处发生的反应方程式为___________。该装置的设计有一明显不当之处，你的改进方案是_________。
②实验一段时间后，观察到：B处的现象为___________，C处澄清石灰水变浑浊。
③小明发现反应后的黑色固体能被磁铁吸引，取少量该黑色固体，加入足量稀盐酸，产生有少量气泡，写出该反应的化学方程式________，说明黑色固体物质一定含有___________。
④（资料1）在一氧化碳与铁的氧化物的反应中，铁的氧化物会逐步失去其中的氧，最终被还原为铁。,该资料说明___________对CO和Fe2O3反应的生成物有影响。请写出上述资料中步骤I的化学方程式__________。经研究表明：上述模拟炼铁实验中，得到的黑色固体是四氧化三铁与铁粉的混合物。
（实验改进）兴趣小组继续用下图实验研究模拟工业炼铁所得黑色粉末中单质铁的质量分数。
（资料2）氢氧化钠溶液和石灰水类似，都可以与二氧化碳反应，但吸收能力比石灰水更强。
⑤从安全与规范的角度考虑，装置F后面应连接___________（选填装置序号）。
⑥铁与四氧化三铁的混合物10g充分反应后，玻璃管中剩余固体的质量为7.6g，请计算10g黑色粉末中单质铁的质量分数___________。（写出完整的解题过程）
19．初三同学们参观了汽车博物馆，感受到汽车产业的发展与能源环境密不可分。
（1）煤、天然气和_______通常称为化石燃料。充分燃烧1 kg天然气和煤所产生的CO2和SO2气体的质量如下图所示，根据下图分析，你能得出的结论是___________（写一条即可）。
（2）为了减少污染，会采用污染较小的化石燃料代替汽油：有些汽车采用压缩天然气（CNG）作为燃料，天然气中主要成分燃烧的化学方程式是___________；液化石油气（LPG）也可作为汽车用燃料，主要成分是丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等，因此液化石油气属于___________（“纯净物”或“混合物”）。
（3）人类正在开发和使用新能源，如潮汐能、氢能等。贮氢合金用于氢动力汽车的试验己获成功，氢化镁（MgH2）是一种贮氢合金，可以和水反应生成氢氧化镁和氢气，该反应的化学方程式是___________。
（4）目前汽车金属外壳主要材质是钢铁，工业上高炉炼铁的反应原理是__________，用含氧化铁80％的矿石200t，理论上可以炼出金属铁________t。
（5）高级跑车会采用金属铝制作成车体外壳，铝制品都有很好的抗腐蚀性，原因是：________（用化学反应方程式表示）。
20．金属材料在国防建设中起着重要的作用
(1)改装前的“辽宁舰”锈迹斑斑，钢铁锈蚀主要是铁与__的结果。工业生产中常用稀盐酸除去铁制品表面的铁锈，该反应的化学方程式为___。
(2)为避免轮船的钢质外壳被腐蚀，通常在轮船外壳上镶嵌比铁活动性强的金属。小明为探究锌、铁、铜三种金属的活动性顺序，设计了下图的两个实验：
①实验1中，小明以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱，有同学认为不合理，理由是____。
②通过实验2，可证明铁的活动性比铜强，反应的化学方程式是___。
(3)某电镀厂排放的污水中含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4，为减少水污染及节约成本，回收重要物质硫酸锌及有关金属，设计如下所示流程。
该回收流程中：固体A的成分是__；含铁元素的物质(污水除外)有__(填字母序号)。
21．某兴趣小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响（固定装置略）．
（1）F装置内溶液变浑浊的化学反应方程式为 _____ ；A装置内发生的反应属于 _____ 反应（选填放热或吸热）．
（2）装置B的作用是 _____ ．处理尾气的方法为 _____ ．
（3）将该小组分为两组，各取48g氧化铁粉末按如图装置进行对比实验．甲组用酒精灯（火焰温度5000C～7000C）、乙组用酒精喷灯（火焰温度8000C～10000C）分别对装置D充分加热，红色粉末均变为黑色粉末．两组分别用固体产物进行实验，记录如下．
操作步骤 甲组现象 乙组现象
1．称量反应后粉末质量（g） 44.2 33.6
2．取黑色粉末用磁铁吸引 部分能被磁铁吸引 全部能被磁铁吸引
3．取黑色粉末加入足量稀盐酸，震荡 部分溶解，无气泡 全部溶解，有气泡
为解释这个现象，小组成员查阅到下列资料：
Ⅰ．已知铁的氧化物有FeO、Fe3O4、Fe2O3，在一定条件下，均能失去或逐步失去其中的氧，最终被还原为铁．
Ⅱ．Fe3O4是一种铁氧体磁性物质，不溶于水和酸．
Ⅲ．氧化铁和一氧化碳进行热反应分析的相关数据图．
（分析与结论）
①乙组的固体产物是 _____ ，产生气泡的化学方程式为 _____ ．
②小军根据实验现象推测甲组的固体产物可能是 _____ ．小华通过计算也证明了小军的观点．试通过计算说明他的推测依据． _____
（反思与交流）
考虑到一氧化碳气体通入的不持续性，装置E的作用是 _____ ．从实验安全的角度考虑，上图装置还要采取的改进措施是 _____ ．
22．科学方法对化学学习起着事半功倍的作用。下图是某同学整理的铁及其化合物知识网络图。
（1）分类归纳是研究化学物质的重要方法。
①铁丝燃烧生成Fe3O4的过程中___（选填”放出”或“吸收”）热量。
②铁制品的锈蚀过程，实际上是铁与空气中的___等发生化学反应的过程。
③与FeSO4中铁元素化合价相同的铁氧化物的化学式是____。
（2）控制变量、设计对比实验是实验探究的重要方法。
①实验l中同时向烧杯中加入一粒相同大小的品红，发现整杯水变红的时间热水比冷水短。这是因为___。
②实验2中使用铜片是为了对比___不同。
③实验3是大小形状相同的Mg、Zn、Fe、Cu四种金属同时投入到盐酸中发生的现象，金属周围的黑点表示生成的气体。下列结论不正确的是___。（填字母）
a铜不能发生置换反应
b四种金属中金属活动性最强的是Mg
c等质量的锌和铁分别与足量的盐酸反应生成气体质量：Zn比Fe多
参考答案
1．C
【详解】
A、表面涂漆可以使铁与水和氧气隔绝，从而防止生锈，故正确；
B、在干燥的环境中，水蒸气含量很少，铁不容易生锈，故正确；
C、铁锈的主要成分氧化铁，而不是四氧化三铁，故错误；
D、铁表面的灰尘能够吸收水蒸气，从而促进铁生锈；经常清扫表面的灰尘可以防止生锈，故正确。
故选C。
2．D
【解析】A、黄铁矿的主要成分是 FeS2，正确；B、菱铁矿的主要成分是 FeCO3，正确；
C、黄铜矿的主要成分是CuFeS2，正确；D、辉铜矿的主要成分是Cu2S，错误。故选D。
3．B
【详解】
A. 地壳中含量最多的金属元素是铝元素，不是铁，选项错误；
B. 铁与水、氧气共存时才能生锈，所以铁制品在潮湿的空气中容易生锈，选项正确；
C. 多数合金的熔点低于它的成分金属的熔点，选项错误；
D. 高炉炼铁得到的铁含有碳等杂质，属于生铁，选项错误，故选B。
4．D
【详解】
A．农作物秸秆就地焚烧，会产生有害气体和烟尘，造成环境污染，故选项A错误，不符合题意；
B．电器垃圾深埋处理，会造成地下水和土壤污染，故选项B错误，不符合题意；
C．工厂废水直接排放，会造成水资源污染，故选项C错误，不符合题意；
D．煤炭干馏，获得清洁能源和重要的化工原料，减少污染，节约资源，故选项D正确，符合题意。
故选D。
5．C
【详解】
A：年产量最高的金属是铁，所以A错误。
B：“真金不怕火炼”是指金即使在高温下也不与氧气反应，说明金的化学性质不活泼，所以B错误。
C：地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金银等有单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。工业上从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属，所以C正确。
D：生铁是含碳量为2%-4.3%的铁合金，钢是含碳量为0.03%-2%的铁合金，故生铁不属于含碳量少的铁合金，所以D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A、发生的反应为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，分析发现溶液质量的变化就是2HCl→FeCl2的质量变化，根据质量守恒可知质量增加，故正确；
B、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，加热到一定温度，高锰酸钾才能分解，随着反应的进行，氧气的质量逐渐增加，至完全反应，不再发生改变，故正确；
C、一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，固体由氧化铁变为铁，固体的质量不断减少，而不是增大，故错误；
D、将一定质量的镁在密闭容器中充分灼烧时，镁和氧气反应生成氧化镁，而反应前后元素种类不变，故正确。
故选C。
7．B
【详解】
A、除防止金属腐蚀之外，合理开采金属矿物，回收利用废旧金属等都是保护金属资源的途径，选项错误；
B、煤、石油、天然气都属于不可再生的化石燃料，选项正确；
C、天然水经过沉降、过滤、吸附、消毒，得到的是自来水，不是纯水，选项错误；
D、目前计入空气污染指数的有害气体不包括二氧化碳，选项错误，故选B。
8．C
【详解】
A、 生铁中除主要成分铁外，还含有碳等杂质，其中碳不与酸反应，生铁不能完全溶解在足量的稀硫酸中，选项错误；
B、因为燃烧需要同时满足三个条件，所以灭火只要破坏一个条件就能灭火，选项错误；
C、高炉炼铁中所需的高温和CO的生成都与焦炭有关，碳燃烧产生二氧化碳，同时放出大量的热，产生高温环境，一氧化碳和碳高温下反应生成还原剂一氧化碳，选项正确；
D、 据合金的特点可知，焊锡的熔点比锡低，铝合金的硬度比铝大，选项错误。
故选C。
9．A
【详解】
A. 水烧开后易把壶盖冲起，是因为温度升高，水由液态变为气态，分子间的间隔变大，故选项说法错误。
B. 公园的桂花开放时满园飘香，是因为桂花花香中含有的分子是在不断运动的，向四周扩散，使人们闻到桂花花香，故选项说法正确。
C. 二氧化碳能用来灭火，是因为二氧化碳不能燃烧、也不支持燃烧，故选项说法正确。
D. 金属铝的表面有一层的氧化铝薄膜，故铝制品有抗腐蚀性能，故选项说法正确。
故选A.
10．B
【详解】
A、蜡烛燃烧产生了二氧化碳和水，生成了新物质，属于化学变化；
B、酒精挥发只是分子在运动，没有生成新物质，属于物理变化；
C、钢铁生锈生成了新物质氧化铁，属于化学变化；
D、塑料降解生成了新物质，属于化学变化。
故选B。
11．A
【详解】
A、操作时，先滴加HCOOH，生成一氧化碳，排出装置内的空气后，再点燃乙处酒精灯，以防止发生爆炸，故选项说法错误；
B、装置丙能防止丁装置的石灰水进入乙装置，即装置丙的作用是防止倒吸，故选项说法正确；
C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，根据石灰水是否变浑浊，装置丁可检验CO2；一氧化碳不与石灰水反应，又可以将瓶中的石灰水排出，可收集CO，故选项说法正确；
D、在化学反应HCOOHCO↑+H2O中，浓硫酸作催化剂，随着反应进行有水生成，浓硫酸浓度降低，催化效果减弱，产生CO气体速率减小，故选项说法正确。
故选A。
12．C
【详解】
A、活性炭用来吸附色素和异味，不能用来硬水软化，不能达到目的，不符合题意；
B、盐酸与碳酸钠在敞口烧杯中进行反应，反应产生的二氧化碳会跑到空气当中，使天平左右两端不平衡，从而达不到实验的目的，不符合题意；
C、铁生锈的条件是让铁钉与水和氧气接触，二者缺一不可，其中一个装置让铁钉与水接触，另一装置不让铁钉与水接触，从而达到试验的目的，符合题意；
D、此设计方案中白磷和红磷都暴露在空气中，无法验证燃烧是否需要氧气，达不到实验目的，不符合题意；
故选C。
13．C
【详解】
A、水在通电的条件下反应生成氢气和氧气且该反应为分解反应，生成物中含有氢元素和氧元素，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，能说明水是由氢元素和氧元素组成的，化学方程式书写正确，故A选项正确；
B、二氧化碳用于制碳酸饮料，是因为二氧化碳能和水反应生成碳酸，反应的化学方程式书写正确，故B选项正确；
C、用一氧化碳冶炼铁，是因为一氧化碳有还原性，在高温的条件下能将铁从含铁的氧化物中还原出来，题中化学方程式没有注明反应条件，故C选项错误；
D、木炭具有还原性，在高温的条件下与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，化学方程式书写正确，故D选项正确；
故选C。
14．B
【详解】
试题分析：铁在氧气和水共存的情况下最易生锈。根据图示可知①中的铁钉即可与氧气接触，还可与水接触，符合铁生锈的条件，过一段时间会观察到有明显的铁锈形成。②中的铁钉可接触大量的水，但无法与氧气充分接触，不符合铁生锈的条件，过一段时间不会观察到有明显的铁锈形成。③中的铁钉可接触空气（或氧气），但由于干燥的空气中不含大量的水，不符合铁生锈的条件，过一段时间不会观察到有明显的铁锈形成。A①②的区别是是否含大量的氧气，此项正确。B②不只含大量的水，不含大量的氧气；③只含大量的氧气，不含大量的水，无法进行对比。此项不正确。C①③的区别是是否含大量的水，此项正确。D①②③可说明铁生锈的条件是铁在氧气和水共存的情况下最易生锈，此项正确。所以应选B项。
15．B
【详解】
A. Y点时固体的质量不再改变，说明MnCO3已反应完全，故正确；
B. MnCO3中锰元素的化合价为+2价，MnCO3加热分解生成二氧化碳和氧化锰，所得固体物质的化学式为MnO，故错误；
C. 根据质量守恒定律，固体产物中锰元素质量为，故正确；
D. 设11.5gMnCO3加热理论上可得到MnO的质量为x，
x=7.1g＜7.9g，故D说法正确；
故选B。
16．B
【详解】
A、C可以和D、E反应，可以转化为一氧化碳，C可以是碳，碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，该反应是由两种或两种以上的物质反应生成一种新物质的反应，属于化合反应，正确；
B、若B与D间的基本反应类型是置换反应，B是一氧化碳，属于化合物，则D一定是单质，能和一氧化碳反应的单质是氧气，但一氧化碳和氧气反应生成二氧化碳是化合反应，故B和D之间的反应不可能是置换反应，错误；
C、碳燃烧生成二氧化碳，C能通过化学反应生成A，正确；
D、E可以和一氧化碳反应，可以转化为二氧化碳，E可以是氧化铁，一氧化碳在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，氧化铁是红棕色固体，正确；
故选B。
17．
（1） Zn2+、Al3+ Zn+Cu(NO3)2= Zn(NO3)2+Cu
（2）排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸
（3）97kg
解：设需要含80%Fe2O3的赤铁矿石为x，
答：需要含80%Fe2O3的赤铁矿石为97kg。
【解析】
（1）
①铜、铝、铁、锌的活动性顺序为铝＞锌＞铁＞铜，向一定量硝酸铜和硝酸铝的混合溶液中加入一定量的铁和锌，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。硝酸铝不参与反应，硝酸铜先与锌反应生成硝酸锌和铜，待锌反应完全后，再与铁反应生成硝酸亚铁和铜，滤液为无色，说明其中一定不含Fe2+(浅绿色)、Cu2+(蓝色)，则滤液中含有的金属离子为Zn2+、Al3+，故填：Zn2+、Al3+；
②一定发生是锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，反应的化学方程式为Zn+Cu(NO3)2= Zn(NO3)2+Cu，故填：Zn+Cu(NO3)2= Zn(NO3)2+Cu；
（2）
给可燃性气体加热或者点燃时要验纯，否则容易发生爆炸，点燃酒精灯前先推动左侧注射器的原因排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸，故填：排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；
（3）
见答案。
18．与氧气接触 ②③ 在装置C后面设置尾气收集装置（在装置C后面设置一盏酒精灯，点燃尾气） 红色固体变黑 铁 温度 H 设10g黑色粉末中四氧化三铁的质量为x，则
解得x= 8.7g；
则10g黑色粉末中单质铁的质量分数为：。
【详解】
（1）实验步骤：
①中木炭达到着火点，但未与氧气接触，②中木炭与氧气接触，但温度未达到着火点，③木炭达到着火点，且与氧气接触，发现木炭燃烧，C处变浑浊，①与③对比，说明燃烧的条件之一是与氧气接触；实验过程中，能说明可燃物燃烧还需要另一个条件温度达到着火点的实验是②③。
（2）①若B处盛放氧化铁粉末，在A处通入一氧化碳一段时间后，B处下方用酒精喷灯加热，B处发生的反应为一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为。一氧化碳有毒，该装置的设计有一明显不当之处，改进方案是在装置C后面设置尾气收集装置（在装置C后面设置一盏酒精灯，点燃尾气）。
②实验一段时间后，观察到：B处的现象为红色固体变黑，C处澄清石灰水变浑浊。
③小明发现反应后的黑色固体能被磁铁吸引，取少量该黑色固体，加入足量稀盐酸，产生有少量气泡，因为铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，该反应的化学方程式，说明黑色固体物质一定含有铁。
④资料1：
根据可知，温度不同则产物不同，该资料说明温度对CO和Fe2O3反应的生成物有影响。上述资料中步骤I的反应为氧化铁与一氧化碳在400℃-500℃条件下反应生成四氧化三铁和二氧化碳，反应的化学方程式。经研究表明：上述模拟炼铁实验中，得到的黑色固体是四氧化三铁与铁粉的混合物。
实验改进:
资料2：
氢氧化钠溶液和石灰水类似，都可以与二氧化碳反应，但吸收能力比石灰水更强。
⑤从安全与规范的角度考虑，装置F后面应连接H，F装置收集一氧化碳，会将氢氧化钠溶液排出。
⑥见答案。
19．石油 煤燃烧产生的气体更易导致酸雨，天然气燃烧对环境影响较小 CH4+2O2 2H2O+CO2 混合物 MgH2+2 H2O＝Mg（OH）2+2H2↑ 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 112 4Al+3O2＝2Al2O3
【详解】
（1）煤、天然气和石油通常称为化石燃料；由图可知，煤燃烧产生的气体更易导致酸雨，天然气燃烧对环境影响较小；
（2）甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水，反应方程式为CH4+2O2 2H2O+CO2；液化石油气中含有多种物质，故是混合物；
（3）氢化镁（MgH2）可以和水反应生成氢氧化镁和氢气，该反应的化学方程式是
MgH2+2 H2O＝Mg（OH）2+2H2↑；
（4）工业上高炉炼铁的反应原理是3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2；
设用含氧化铁80％的矿石200t，理论上可以炼出金属铁的质量为x
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
160 112
200t x
= 得x=112t
（5）铝易与空气中的氧气反应生成致密的三氧化二铝保护膜，反应方程式为4Al+3O2＝2Al2O3；
20．氧气（或空气）、水 Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 酸不同 Fe+CuSO4 =Fe SO4+Cu Cu、Fe、Zn（或铜、铁、锌） ACD
【详解】
(1). 铁锈的主要成分是氧化铁，和盐酸反应生成氯化铁和水，用稀盐酸除去铁制品表面的铁锈，该反应的化学方程式为Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O ； (2). 据控制变量原则，以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱时，所有影响反应速率的因素都应该相同。所以应该用同种酸的溶液； (3).铁与硫酸铜溶液反应可证明铁的活动性比铜的强，反应方程式为： Fe + CuSO4 → Cu + FeSO4 (4).污水中含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4，要回收硫酸锌，需要将硫酸铜和硫酸亚铁都转化成硫酸锌，所以甲为锌，由于锌过量，所以固体A为Zn Fe Cu；加入过量的酸后，锌、铁反应称为溶液，所以滤液C中有硫酸亚铁、硫酸锌，加入适量锌置换出铁，得硫酸锌溶液。含铁元素的物质有A C D
21．Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 吸热 除去一氧化碳中的二氧化碳 在尖嘴口处放置燃着的酒精灯 Fe Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ FeO 和Fe3O4 假设48g Fe2O3全部还原成Fe3O4得到的质量为 48g×=46.4g，假设全部还原为FeO的得到质量为48g×=43.2g，因为46.4g＞44.2g＞43.2g，由此可推测出，最后得到的是FeO 和Fe3O4 的混合物 防止F中的液体倒吸入D装置 在装置AB间再增加一个E装置
【详解】
（1）由装置可知，在F装置内，二氧化碳与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水，所以溶液变浑浊的化学反应方程式为：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；在A装置内，在高温条件下碳与二氧化碳的反应生成了一氧化碳，此反应属于吸热反应．
（2）由于氢氧化钠能与二氧化碳反应，所以，装置B的作用是：除去一氧化碳中的二氧化碳；由于一氧化碳具有可燃性，处理尾气的方法为：在尖嘴口处放置燃着的酒精灯．
（3）[分析与结论]
①在乙中，黑色粉末全部能被磁铁吸引，能全部与盐酸反应有气泡可知，乙组的固体产物是Fe，产生气泡的化学方程式为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑．
②在甲组中，生成物部分能被磁铁吸引，与酸反应部分溶解，无气泡，说明了没有铁，成分为：氧化亚铁和四氧化三铁．由化学式的意义可知：假设48g Fe2O3全部还原成Fe3O4得到的质量为：48g×=46.4g，假设全部还原为FeO的得到质量为：48g×=43.2g．因为46.4g＞44.2g＞43.2g，由此可推测出，最后得到的是FeO 和Fe3O4 的混合物．
[反思与交流]由于E中的液体会倒吸进入D装置，所以，E装置的作用是：防止F中的液体倒吸入D装置；由于B装置中的液体会倒吸进入A装置，所以，从实验安全的角度考虑，上图装置还要采取的改进措施是：在装置AB间再增加一个E装置．
故答为：（1）Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O，吸热；（2）除去一氧化碳中的二氧化碳 在尖嘴口处放置燃着的酒精灯；（3）[分析与结论]①Fe，Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；②FeO 和Fe3O4；假设48g Fe2O3全部还原成Fe3O4得到的质量为 48g×=46.4g，假设全部还原为FeO的得到质量为48g×=43.2g，因为46.4g＞44.2g＞43.2g，由此可推测出，最后得到的是FeO 和Fe3O4 的混合物．
[反思与交流]防止F中的液体倒吸入D装置；在装置AB间再增加一个E装置．
22．放出 氧气和水 FeO 温度越高，分子运动越剧烈 可燃物的着火点 ac
【详解】
（1）①铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，放出大量的热，故铁丝燃烧生成Fe3O4的过程中放出热量。
②铁制品的锈蚀过程，实际上是铁与空气中的氧气和水等发生化学反应的过程。
③在FeSO4中硫酸根离子显示 2价，亚铁离子显示+2价，故与铁元素化合价相同的铁的氧化物是氧化亚铁，化学式是FeO。
（2）①实验l中同时向烧杯中加入一粒相同大小的品红，发现整杯水变红的时间热水比冷水短。这是因为温度越高，分子运动越剧烈。
②白磷的着火点低，先燃烧，红磷的着火点高，后燃烧，故实验2中使用铜片是为了对比可燃物的着火点不同。
③a、铜不能与酸发生反应，铜可以将硝酸银中的银置换出来，不能说铜不会发生置换反应，故a不正确；
b、镁表面的气泡产生最剧烈，四种金属中金属活动性最强的是Mg，故b正确；
c、每65份质量的锌会生成2份质量的氢气，每56份质量的铁会生成2份质量的氢气，所以等质量的锌和铁分别与足量的盐酸发生生成气体质量：Zn比Fe少，故c不正确。故选ac。